DNAナノ構造体を活用したタンパク分子のナノアレイ化と酵素反応の単分子解析

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22750144
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生体関連化学
• 研究機関: 関西大学 (2011); 東京大学 (2010)
• 研究代表者: 葛谷 明紀 関西大学, 化学生命工学部, 准教授 (00456154)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• キーワード: DNA / DNAナノ構造体 / 単分子解析

研究概要

世界に先駆けてペンチのような形状をしたナノメートルサイズの動く道具「DNA折り紙ペンチ」を作成した。これら「DNA折り紙ペンチ」は、普段は×のような開いた形状をしているが、タンパクを始めとする標的分子を見つけると、これを1分子だけ摘んで閉じ、=のような構造へと自発的に変化する。この構造変化を原子間力顕微鏡で観察することで、分子数の増幅を一切行わなくても、標的分子の存在を正確に検出することに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Nanomechanical DNA origami 'single-molecule beacons' directly imaged by atomic force microscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: Akinori Kuzuya, Yusuke Sakai, Takahiro Yamazaki, Yan Xu, and Makoto Komiyama
  • 雑誌名: Nature Commun 巻: 2 ページ: 449
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enzyme Treatment-Free and Ligation-Independent Cloning Using Caged Primers in Polymerase Chain Reactions (2011)
  • 著者名/発表者名: Akinori Kuzuya, Keita Tanaka, Hitoshi Katada, and Makoto Komiyama
  • 雑誌名: Molecules 巻: 17 ページ: 328-340
  • 査読あり
• [雑誌論文] DNAオリガミ (2010)
  • 著者名/発表者名: 葛谷明紀
  • 雑誌名: 日本ロボット学会誌 巻: 28-10 ページ: 7-9
  • 査読あり
• [学会発表] Nanomechanical DNA Origami Devices as "Single-Molecule Beacons" (2012)
  • 著者名/発表者名: Akinori Kuzuya
  • 学会等名: Workshop on DNA Nanotechnology : From Structure to Function
  • 発表場所: 中国上海
  • 年月日: 2012-03-18
• [学会発表] Nanomechanical DNA Origami Devices as Versatile Molecular Sensors (2012)
  • 著者名/発表者名: Akinori Kuzuya, Takahiro, Yamazaki, Kohei Yasuda, Yusuke Sakai, Yusei Yamanaka, Yan Xu, Yuichiro Aiba, Yuichi Ohya, Makoto Komiyama
  • 学会等名: IEEE NEMS 2012
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2012-03-07
• [学会発表] Nanomechanical DNA Origami Devices as 'Single-Molecule Beacons' (2011)
  • 著者名/発表者名: Akinori Kuzuya, Yusuke Sakai, Takahiro Yamazaki, Yusei Yamanaka, Yan Xu, Yuichi Ohya, Makoto Komiyama
  • 学会等名: The 38th International Symposium on Nucleic Acid Chemistry(ISNAC 2011)
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2011-11-09
• [学会発表] Nanomechanical DNA Origami Devices as Single-Molecular Visual Detectors for Various Chemical/Biochemical Targets (2011)
  • 著者名/発表者名: Akinori Kuzuya, Sakai Yusuke, Takahiro Yamazaki and Makoto Komiyama
  • 学会等名: DNA17
  • 発表場所: カリフォルニア工科大学
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] ナノメカニカルDNAオリガミデバイスのアロステリック構造制御による高感度単分子検出 (2011)
  • 著者名/発表者名: 葛谷明紀・酒井雄介・山崎貴裕・古志直弘・山中優誠・大矢裕一・小宮山眞
  • 学会等名: 第5回バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 2011-09-12
• [学会発表] 単分子ビーコンとして機能するナノメカニカルDNAオリガミデバイス (2011)
  • 著者名/発表者名: 葛谷明紀・酒井雄介・山崎貴裕・徐岩・小宮山眞
  • 学会等名: 第21回バイオ高分子シンポジウム
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 2011-07-26
• [学会発表] 異種のタンパク質-リガンド相互作用によるDNAオリガミ上でのヘテロタンパク質ナノアレイの構築 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山崎貴裕・葛谷明紀・小宮山眞
  • 学会等名: 第21回バイオ高分子シンポジウム
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 2011-07-25
• [学会発表] アロステリック酵素を模倣した可動式DNAオリガミによる高感度単分子検出 (2011)
  • 著者名/発表者名: 葛谷明紀・酒井雄介・古志直弘・山崎貴裕・小宮山眞
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会
  • 発表場所: 神奈川大学
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] 単分子検出デバイスとしての可動式DNAオリガミ (2011)
  • 著者名/発表者名: 葛谷明紀・酒井雄介・山崎貴裕・小宮山眞
  • 学会等名: 日本化学会第91春季年会
  • 発表場所: 神奈川大学
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] ナノメカニカルDNAオリガミデバイスは"単分子"ビーコンとして機能する (2011)
  • 著者名/発表者名: 葛谷明紀
  • 学会等名: 第13回生命化学研究会シンポジウム(冬季)
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2011-01-07
• [学会発表] タンパク一分子を捕まえるNanomechanical DNA Origami (2010)
  • 著者名/発表者名: 葛谷明紀・酒井雄介・山崎貴裕・徐岩・小宮山眞
  • 学会等名: 細胞を創る会シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2010-11-12
• [学会発表] DNA Origamiの構造変化に基づく非共有結合形成の単分子検出 (2010)
  • 著者名/発表者名: 酒井雄介・葛谷明紀・山崎貴裕・小宮山眞
  • 学会等名: 第4回バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2010-09-25
• [図書] 「DNAナノテクノロジー」、CSJカレントレビュー06「核酸化学のニュートレンド」 (2011)
  • 著者名/発表者名: 葛谷明紀、小宮山眞、佐々木茂貴、杉本直己、中谷和彦
  • 出版者: 化学同人
• [備考] 日本学術振興会、科研費NEWS最近の研究成果トピックス「DNA折り紙法の活用によるナノメカニカルデバイスの構築」
  • URL: http://www.chemmater.kansai-u.ac.jp/kinosei/